[发明专利]重型汽车前轴辊锻精制坯模具

说明书

技术领域

本发明涉及汽车前轴辊锻制坯模具，特别涉及重型汽车前轴辊锻精制坯模 具。

背景技术

2006年《中国机械工程》第17卷增刊第129～131页刊登了王华君等的文 章“汽车前轴制坯辊锻数值模拟及工艺优化”。该文设计了汽车前轴辊锻制坯模 具，该模具采用半闭式矩形型槽系，在弹簧板对应部位采用了一种异形的礼帽 形型槽，并在上面刻了阻力槽，以解决制坯辊锻中产生的不均匀变形和所要求 的展宽。半闭式矩形型槽系会造成变形体沿型槽宽度方向变形分布不均匀，从 而引起了附加应力，使辊锻的能量消耗增加，同时型槽与坯料接触不均匀，引 起型槽的不均匀磨损，影响产品质量的稳定性，降低模具的寿命。该型槽系为 避免打滑，目前只能靠在弹簧板对应部位正上方施加压下量的方法，而影响成 型辊锻时变形体该部位的展宽，成型辊锻时容易在弹簧板与工字梁过渡处造成 大耳朵和折叠等缺陷。该型槽系还容易造成两个弹簧板分料不均，引起成型辊 锻后前轴始端和末端尺寸不一致。这些是目前提高汽车前轴制坯辊锻精度亟待 解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种重型汽车前轴辊锻精制坯模具，能连续一次性 成形其精制坯，以提高辊锻制坯精度和模具寿命，降低能耗。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

本发明包括上半模具和下半模具，上、下半模具分别对称地安装在辊锻机 的上、下辊上，并使上、下半模具之间的间隙为2～5mm，上、下半模具的圆 心角α均为107.7～121.6°。每一半模具的内、外半径与宽度分别为260～300 mm、395～495mm、250～265mm的圆环体，上、下半模具两端之间的外圆环 面上各有相对相同的型槽及型槽与相邻型槽间的过渡槽组成的通槽，上、下半 模具上的通槽内各相对相同的型槽随辊锻机上、下辊同步转动到这两辊中心连 线位置时的径向截面构成各自对应的孔型。其中，aa段型槽随辊锻机上、下辊 同步转动到这两辊中心连线位置时的径向截面构成第一孔型，第一孔型的宽度、 高度分别为130～145mm、105～120mm；每一个半模具上的aa段型槽的槽底 由半径R1为100～150mm且圆心角β1为47～90°的第一凹圆弧形成圆心角α 1为6.5～7.5°的环形槽底，第一凹圆弧的圆心位于第一凹圆弧一半处和第一孔型 中心的连线上，每一个半模具上的aa段型槽的两槽腰由与第一凹圆弧两端相切、 相互平行且长均为25～40mm的两相对的线段形成两环形槽腰，每一环形槽腰 与外圆环面和每一环形槽腰与槽底的倒角圆弧半径分别为r1、r2，r1为5～ 10mm，r2为10～12.5mm。bb段型槽随辊锻机上、下辊同步转动到这两辊中 心连线位置时的径向截面构成第二孔型，第二孔型的宽度、高度分别为130～ 145mm、140～160mm，每一个半模具上的bb段型槽槽底由半径R2为25～ 70mm且圆心角β2为70～95°的第二凹圆弧和一端分别与第二凹圆弧两端相切、 夹角β3为85～115°以及长度均为45～60mm的两对称线段形成圆心角α₃为 16～18.5°的环形槽底，第二凹圆弧的圆心位于第二凹圆弧一半处和第二孔型中 心的连线上，每一个半模具上的bb段型槽槽腰由与两对称线段另一端相切且位 于型槽口部的两段对称的圆弧形成两环形槽腰，该圆弧半径r3为65～73mm且 圆心位于第二孔型的中心，每一环形槽腰与外圆环面倒角圆弧半径为r4，r4为 5～10mm；。ab段过渡槽的圆心角α₂为5～5.7°，ab段过渡槽是从aa段型槽末 端倾斜到bb段型槽始端而形成的。cc段型槽随辊锻机上、下辊同步转动到这两 辊中心连线位置时的径向截面构成第三孔型，第三孔型的宽度、高度分别为 130～145mm、110～125mm，每一个半模具上的cc段型槽的槽底由半径R3为 100～150mm且圆心角β4为47～82°的第三凹圆弧形成圆心角α₅为17.5～ 19.7的环形槽底，第三凹圆弧的圆心位于第三凹圆弧一半处和第三孔型中心的 连线上，每一半模具上的cc段型槽的两槽腰由与第三凹圆弧两端相切、相互平 行且长均为30～40mm的两相对线段形成两环形槽腰，每一环形槽腰与槽底和 每一环形槽腰与外圆环面的倒角圆弧半径分别为r5、r6，r5为10～12.5mm， r6为5～10mm。bc段过渡槽的圆心角α₄为5～5.7°，bc段过渡槽是从bb段型 槽末端倾斜到cc段型槽始端而形成的。dd段型槽随辊锻机上、下辊同步转动到 这两辊中心连线位置时的径向截面构成第四孔型，第四孔型的宽度、高度分别 为130～145mm、140～160mm，每一个半模具上的dd段型槽槽底均由半径R4 为25～70mm且圆心角β5为70～95°的第四凹圆弧和一端分别与第四凹圆弧两 端相切、夹角β6为85～115°且长度均为45～60mm的两对称线段形成圆心角 α₇为16～18.5°的环形槽底，第四凹圆弧的圆心位于第四凹圆弧一半处和第四 孔型中心的连线上，每一个半模具上的dd段型槽槽腰均由与两对称线段另一端 相切且半径r7均为65～73mm的型槽口部两段对称的圆弧形成两环形槽腰，该 圆弧的圆心位于第四孔型的中心，每一环形槽腰与外圆环面的倒角圆弧半径为 r8，r8为5～10mm。cd段过渡槽的圆心角α₆为5～5.7°，cd段过渡槽是从cc 段型槽末端倾斜到dd段型槽始端而形成的。ee段型槽随辊锻机上、下辊同步转 动到这两辊中心连线位置时的径向截面构成第五孔型，第五孔型的宽度、高度 分别为130～145mm、94～105mm，每一个半模具上的ee段型槽均由宽度、高 度分别为130～145mm、44.5～50mm的第一矩形形成圆心角α₉为13.5～15° 的环形槽，每一环形槽腰与槽底和每一环形槽腰与外圆环面的倒角圆弧半径分 别为r9、r10，r9为10～12，5mm，r10为5～10mm。de段过渡槽的圆心角α₈为5～5.7°，de段过渡槽是从dd段型槽末端倾斜ee段型槽始端而形成的。ff段 型槽随辊锻机上、下辊同步转动到这两辊中心连线位置时的径向截面构成第六 孔型，第六孔型的宽度、高度分别为130～145mm、130～145mm，每一个半 模具上的ff段型槽均由第二矩形与第二矩形的宽度边中部垂直相交的第三矩形 形成圆心角α₁₀为18.2～19.6°的环形槽，第二矩形的宽度、高度分别为130～ 145mm、44.5～50，第三矩形的宽度、高度分别为30～35mm、16～22mm，第 三矩形的倒角圆弧半径为r11，第二矩形与第三矩形垂直相交处的倒角圆弧半径 为r12，第二矩形的倒角圆弧半径为r13，第二矩形所形成的环形槽腰与外圆环 面的倒角圆弧半径分别为r14，r11为10～15mm、r12为15～20mm、r13为10～ 12.5mm、r14为5～10mm。